一种电泳金刚线生产工艺的制作方法

1.本发明涉及金刚线技术领域，具体为一种电泳金刚线生产工艺。


背景技术：

2.金刚石线又称金刚线、钻石切割线或钻石线，工业上许多硬质材料都是用切割钢线或者更高质量的金钢线来切割的，比如光伏领域的多晶硅切片，单晶硅，晶棒。对于切割钢线来说，其材料将显得极为重要，在使用过程中，过多的断线及产品质量不良等都与钢线的材质有着一定的关联。主流的用于光伏领域的硅片切割线是超精细切割钢丝，直径大约是120um，原料采用高碳钢，材质在80c，86c，90c不等。金刚石切割线顾名思义，跟金刚石有关。大体上是把金刚石的微小颗粒镶嵌在切割钢线上，做成的金刚石切割线。我们知道，金刚石是超硬的，用途很广的切割材料。金刚线具有了金刚石微型的锯齿，增加了钢线的切割能力，可以大大加快切割速度及切割能力。金钢线对于太阳能硅材料切割行业而言，是革命性的进步。因而人们普遍预计它将来的应用将非常广泛，成本较高。
3.现有的金刚线的通常采用电镀和实用树脂结合剂的方式将金刚石磨粒固结到钢线上。而采用电镀的方式虽然固结的效果好较为稳定，但是其扭曲断裂强度和弯曲强度低，容易断裂影响切割；且电镀的方式费时费力，成本高昂，且电镀液难以处理，对环境的污染较大；树脂结合剂的方式，其固结强度低，耐磨性和耐热性较低，难以满足硬质材料的切割；且树脂结合剂的方式通常是将含有金刚石磨粒的树脂结合剂涂覆到钢线的表面，不能保证金刚石磨粒的在钢线上能均匀分布，造成了浪费，不利于工业化生产。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种电泳金刚线生产工艺，具备不使用电镀的方式缩小的成本提高了扭曲断裂强度和弯曲强度，且保证了金刚石磨粒的固结强度，能使金刚石磨粒均匀附着到钢线上，避免了不必要的浪费等优点，解决了采用电镀的方式虽然固结的效果好较为稳定，但是其扭曲断裂强度和弯曲强度低，容易断裂影响切割；且电镀的方式费时费力，成本高昂，且电镀液难以处理，对环境的污染较大；树脂结合剂的方式，其固结强度低，耐磨性和耐热性较低，难以满足硬质材料的切割；且树脂结合剂的方式通常是将含有金刚石磨粒的树脂结合剂涂覆到钢线的表面，不能保证金刚石磨粒的在钢线上能均匀分布，造成了浪费，不利于工业化生产问题。
5.为实现上述电不使用电镀的方式缩小的成本提高了扭曲断裂强度和弯曲强度，且保证了金刚石磨粒的固结强度，能使金刚石磨粒均匀附着到钢线上，避免了不必要的浪费的目的，本发明提供如下技术方案：一种电泳金刚线生产工艺，包括以下步骤：
6.s1、选取金刚石磨粒并对其表面进行改性处理；
7.s2、选取钢线并对钢线的表面进行处理；
8.s3、制备阴极电泳树脂乳化液，并向其中添加3
‑
5微米的sic微颗粒并搅拌均匀；
9.s4、添加了sic微颗粒的阴极电泳树脂乳化液添加经过s1处理的金刚石磨粒，搅拌
均匀并乳化一段时间，得到含有改性的金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液；
10.s5、以处理过的钢线为阴极，选取铂片为阳极通电，并将处理过的钢线以一定的速度匀速通过含有改性的金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液，使金刚石磨粒随着阴极电泳树脂乳化液沉积到处理后的钢线上，同时间歇搅拌乳化液保证金刚石磨粒的均匀；
11.s6、将s5的钢线放入加热装置中加热5
‑
10分钟，得到预固化的钢线；
12.s7、将预固化的钢线放入烘箱中加热先后经125
‑
135度30
‑
40分钟、155
‑
165度30
‑
40分钟、175
‑
185度50
‑
80分钟的加热在自然冷却至室温后，得到固化的钢线。
13.优选的，所述s1中选取金刚石磨粒并对其表面进行改性处理的具体过程为：选取粒径为10
‑
40微米的单晶金刚石粉末，并用硝酸去除其表面的非金刚石碳层，再用碳酸盐、硬脂酸钠、磷脂中的至少一种对其进行表面改性处理。
14.优选的，所述s2中的处理过程为，砂纸打磨，使用20％的稀硫酸溶液在50度的环境下酸洗，再用氢氧化钠、碳酸钠、磷脂在90度进行碱洗。
15.优选的，所述s3、制备阴极电泳树脂乳化液的过程为：将环氧树脂、双酚a、二乙醇胺和甲基异丁酮按40
‑
50：20
‑
25：0.2
‑
0.6：1.5
‑
4混合，升温至100
‑
120度反应1小时；再向其中添加甲基异丁酮冷却至85
‑
90度后加入二乙醇胺升温至135
‑
145度反应2
‑
3小时，上一步与这一步的甲基异丁酮的质量比为1：3
‑
12，二乙醇胺的质量比为1：20
‑
25；再加甲基异丁酮搅拌均匀，上一步与这一步的甲基异丁酮的质量比为1：0.8
‑
1.2。
16.优选的，所述s5中的钢线的通过速度为3
‑
5mm/小时。
17.优选的，所述s6中的预固化温度为135
‑
145度。
18.与现有技术相比，本发明提供了一种电泳金刚线生产工艺，具备以下有益效果：
19.1、该电泳金刚线生产工艺，通过制备阴极电泳树脂乳化液，向其中添加金刚石磨粒搅拌均匀后用阴极电泳的方式固结到钢线上，增强了金刚线的扭曲断裂强度和弯曲强度。
20.2、该电泳金刚线生产工艺，通过制备阴极电泳树脂乳化液，向其中添加金刚石磨粒搅拌均匀后用阴极电泳的方式固结到钢线上，不用复杂的电镀工序，降低了时间的金钱成本，且不会产生难以处理的电镀液，更加环保。
21.3、该电泳金刚线生产工艺，通过在制备阴极电泳树脂乳化液的同时向其中添加sic微颗粒，再添加用氧化性酸去除其表面的非金刚石碳层，再用有机物对其进行表面改性处理的金刚石磨粒，搅拌均匀，保证了金刚石磨粒与固化后的树脂的附着能力，即保证了固结的效果。
22.4、该电泳金刚线生产工艺，通过将处理后的钢线匀速穿过搅拌均匀的添加有金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液中，并以钢线为阴极，选用铂片为阳极通电，使金刚石磨粒随着阴极电泳树脂乳化液沉积到处理后的钢线上，保证了钢线上的金刚石磨粒的均匀，减小了浪费，更加有利于工业化生产。
附图说明
23.图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例一：
26.请参阅图1，一种电泳金刚线生产工艺，包括以下步骤：
27.s1、选取金刚石磨粒并对其表面进行改性处理，具体过程为：选取粒径为10微米的单晶金刚石粉末，并用硝酸去除其表面的非金刚石碳层，再用碳酸盐、硬脂酸钠、磷脂中的至少一种对其进行表面改性处理，增大与树脂的附着力度；
28.s2、选取钢线并对钢线的表面进行处理，过程为，砂纸打磨，使用20％的稀硫酸溶液在50度的环境下酸洗，再用氢氧化钠、碳酸钠、磷脂在90度进行碱洗，方便后续的反应的进行；
29.s3、制备阴极电泳树脂乳化液，过程为：将环氧树脂、双酚a、二乙醇胺和甲基异丁酮按40：20：0.2：1.5混合，升温至100度反应1小时；再向其中添加甲基异丁酮冷却至85度后加入二乙醇胺升温至135度反应2小时，上一步与这一步的甲基异丁酮的质量比为1：3，二乙醇胺的质量比为1：20；再加甲基异丁酮搅拌均匀，上一步与这一步的甲基异丁酮的质量比为1：0.8，方便发生阴极电泳反应，以便将金刚石磨粒固结到钢线上，并向其中添加3微米的sic微颗粒并搅拌均匀，与改性的金刚石磨粒反应，增大附着力度；
30.s4、添加了sic微颗粒的阴极电泳树脂乳化液添加经过s1处理的金刚石磨粒，搅拌均匀并乳化一段时间，得到含有改性的金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液；
31.s5、以处理过的钢线为阴极，选取铂片为阳极通电，并将处理过的钢线以一定的3mm/小时速度匀速通过含有改性的金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液，使金刚石磨粒随着阴极电泳树脂乳化液沉积到处理后的钢线上，同时间歇搅拌乳化液保证金刚石磨粒的均匀，以便发生电泳反应，并保证电泳的均匀；
32.s6、将s5的钢线放入加热装置中加热至135度5分钟，得到预固化的钢线，初步固结保证不会直接散开；
33.s7、将预固化的钢线放入烘箱中加热先后经125度30分钟、155度30分钟、175度50分钟的加热在自然冷却至室温后，得到固化的钢线，增强固结的效果。
34.实施例二：
35.请参阅图1，一种电泳金刚线生产工艺，包括以下步骤：
36.s1、选取金刚石磨粒并对其表面进行改性处理，具体过程为：选取粒径为40微米的单晶金刚石粉末，并用硝酸去除其表面的非金刚石碳层，再用碳酸盐、硬脂酸钠、磷脂中的至少一种对其进行表面改性处理，增大与树脂的附着力度；
37.s2、选取钢线并对钢线的表面进行处理，过程为，砂纸打磨，使用20％的稀硫酸溶液在50度的环境下酸洗，再用氢氧化钠、碳酸钠、磷脂在90度进行碱洗，方便后续的反应的进行；
38.s3、制备阴极电泳树脂乳化液，过程为：将环氧树脂、双酚a、二乙醇胺和甲基异丁酮按50：25：0.6：4混合，升温至120度反应1小时；再向其中添加甲基异丁酮冷却至90度后加
入二乙醇胺升温至145度反应3小时，上一步与这一步的甲基异丁酮的质量比为1：12，二乙醇胺的质量比为1：25；再加甲基异丁酮搅拌均匀，上一步与这一步的甲基异丁酮的质量比为1：1.2，方便发生阴极电泳反应，以便将金刚石磨粒固结到钢线上，并向其中添加5微米的sic微颗粒并搅拌均匀，与改性的金刚石磨粒反应，增大附着力度；
39.s4、添加了sic微颗粒的阴极电泳树脂乳化液添加经过s1处理的金刚石磨粒，搅拌均匀并乳化一段时间，得到含有改性的金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液；
40.s5、以处理过的钢线为阴极，选取铂片为阳极通电，并将处理过的钢线以一定的5mm/小时速度匀速通过含有改性的金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液，使金刚石磨粒随着阴极电泳树脂乳化液沉积到处理后的钢线上，同时间歇搅拌乳化液保证金刚石磨粒的均匀，以便发生电泳反应，并保证电泳的均匀；
41.s6、将s5的钢线放入加热装置中加热至145度10分钟，得到预固化的钢线，初步固结保证不会直接散开；
42.s7、将预固化的钢线放入烘箱中加热先后经135度40分钟、165度40分钟、185度80分钟的加热在自然冷却至室温后，得到固化的钢线，增强固结的效果。
43.综上所述，该电泳金刚线生产工艺，通过制备阴极电泳树脂乳化液，向其中添加金刚石磨粒搅拌均匀后用阴极电泳的方式固结到钢线上，增强了金刚线的扭曲断裂强度和弯曲强度。通过制备阴极电泳树脂乳化液，向其中添加金刚石磨粒搅拌均匀后用阴极电泳的方式固结到钢线上，不用复杂的电镀工序，降低了时间的金钱成本，且不会产生难以处理的电镀液，更加环保。通过在制备阴极电泳树脂乳化液的同时向其中添加sic微颗粒，再添加用氧化性酸去除其表面的非金刚石碳层，再用有机物对其进行表面改性处理的金刚石磨粒，搅拌均匀，保证了金刚石磨粒与固化后的树脂的附着能力，即保证了固结的效果。通过将处理后的钢线匀速穿过搅拌均匀的添加有金刚石磨粒的阴极电泳树脂乳化液中，并以钢线为阴极，选用铂片为阳极通电，使金刚石磨粒随着阴极电泳树脂乳化液沉积到处理后的钢线上，保证了钢线上的金刚石磨粒的均匀，减小了浪费，更加有利于工业化生产。
44.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。